蚂蚁彩票

公司新闻 行业新闻 钻孔用垫板问答

PCB钻孔用不同类型垫板的钻孔性能对比

发布时间:2018-10-14      发布人:admin


  1 前言

      印制电路板(简称PCB)钻孔用垫板是在印制电路板机械钻孔时置加工板下面,用

    于保护加工板和钻机、贯穿加工板、改善钻孔品质,是印制电路板机械钻孔不可缺少

    的钻孔辅助材料。

   由于体积电路IC(Integrated Circuit)的出现,电子设备的构造明显往轻薄短小

    的方向发展,线路接点的增加促进配线密度随之提高,为提升连接密度电路板再度向

    多层板推进,并形成以镀通孔方式制作多层印制电路板,这些通孔主要提供两种功能

    即导通层间线路和安装通孔式元件,为促使电路板的密度提高、层数降低、组装方便,

    表面贴附式的电子元件被大量使用,除了特定的端子及工具孔会采用大孔径设计外,

    纯为导通用的孔几乎都尽量采用最小孔设计以降低占用面积[1]。目前印制电

    路板的导通孔常采用机械钻孔和激光钻孔,一般孔径在0.1mm及以上的通孔多采用机

    械钻孔,而孔径在0.1mm及以下的盲孔多采用激光钻孔[2]。

      早期印制电路板的机械钻孔,垫板主要作用是贯穿加工板和保护加工板与钻机,

    随着PCB钻孔技术的发展和需求的提高,PCB钻孔工程们逐步发现不同材料和品质的

    垫板对钻孔性能有着不同的辅助效果,如减少下披锋、提高孔精度、降低钻屑残留

    降低钻针磨损和温度、清洁钻针等。因此,在PCB发展的不同时期逐步出现了多种

    类型的垫板材料,从早期的一些酚醛树脂垫板和环氧树脂垫板,到后来的中低密度

    木纤板,发展到现在的高密度木纤板、改性酚醛纸垫板、蜜胺木垫板(或蜜胺木纤

    板)、酚醛木垫板(或酚醛木纤板)、UV素板(或涂UV树脂木纤板),并出现了一些特

    殊型、功能型垫板如美国LCOA的瓦锣垫板和润滑垫板、柳鑫的铝箔复合木垫板(或

    铝箔复合酚醛型木纤板)。迫于钻孔技术的要求和成本控制的压力,经过近几十年

    的发展,目前PCB机械钻孔常用垫板以高密度木纤板、蜜胺木垫板、酚醛纸垫板

    酚醛木垫板、UV素板为主,以及少量的特殊型垫板如润滑垫板和铝箔复合木垫板。

  接下来本文将对目前市场上常用的钻孔垫板:高密度木纤板、UV素板、酚醛

    木垫板、蜜胺木垫板 (包括冷贴型、快压型、热压型)、酚醛纸垫板进行PCB钻孔性

    能研究,对比各不同类型垫板对不同孔径钻孔性能的影响程度。

  2 实验过程

  2.1 实验材料

      高密度木纤板、UV 素板、酚醛木垫板、冷贴型蜜胺木垫板、快压型蜜胺木垫

    板、热压型蜜胺木垫板、酚醛纸垫板 各 5pnl;0.15mm(金洲 A129UCWQ-3.0)、0.20

    mm(金洲A129UCSN-3.5)、0.35mm(金洲 A129UCSN-5.5)钻针 各 10bits;0.15mm 普

    通铝片盖板5pnls;Hitachi E679FG 1/1 0.8mm(双面板) 10pnls、HF H/H 1.6mm(10L

    ayer) 10pnls;压克力胶。

  2.2 实验仪器及设备

      Hitachi ND-6N210E 钻机、金相显微镜、孔位扫描仪、钻头磨损拍摄仪、磨边

    机、真空压力锅。

  2.3 实验设计

      本实验是使用 PCB 用钻孔设备进行 PCB 模拟钻孔实验,虽然会与 PCB 实际生

    产存在一定的差异,但重在同一水平线上平行对比测试,以观察不同垫板对不同孔

    径钻孔的影响程度,不同垫板特性如表 1,实验设计如表 2。

  

 

  

 

  3 实验结果与分析

      对于机械钻孔来说,PCB 一般钻孔要求孔壁粗糙度≤30μm,孔位偏移量≤75μm,孔

  位精确度 CPK≥1.33,钉头小于内层铜厚的 2 倍。在此钻孔实验中,重点对比评估钻孔

  的孔位精确度、偏移量、孔壁粗糙度、钻针磨损、断钻、披锋等钻孔性能。

      3.1 PCB 0.15mm 孔径的不同垫板钻孔结果与分析

  

 

  从表 3 实验结果来看:

      从孔位偏移量和精确度方面分析对比,最佳为酚醛纸垫板,其次为热压型蜜胺木垫

  板和快压型蜜胺木垫板。

      从孔壁粗糙度方面分析对比,最佳为热压型蜜胺木垫板,其次为酚醛木垫板和冷贴

  型蜜胺木垫板。

      从钻针磨损方面分析对比,酚醛纸垫板相对大一些,其它垫板相当。

      从出现披锋程度方面对比,最佳为热压型蜜胺木垫板,其次为酚醛纸垫板和快压型

  蜜胺木垫板,高密度木纤板最差。

      综合以上实验结果和不同垫板特性分析来看,对于 PCB 的 0.15mm 孔径钻孔来说,

  钻孔性能酚醛纸垫板>热压型蜜胺木垫板>快压型蜜胺木垫板>冷贴型蜜胺木垫板>酚醛

  木垫板≈UV 素板>高密度木纤板,且不同特性垫板的钻孔性能落差较大,随着垫板材料

  的硬度和密度增大,其钻孔性能越好,匹配性较好的垫板可选择酚醛纸垫板、热压型蜜

  胺木垫板、快压型蜜胺木垫板。

  3.2 PCB 0.20mm 孔径的不同垫板钻孔结果与分析

  

 

  从表 4 实验结果来看:

      从孔位偏移量和精确度方面分析对比,最佳为酚醛纸垫板,其次为热压型蜜胺木垫

  板和快压型蜜胺木垫板。

  从孔壁粗糙度方面分析对比,最佳为快压型蜜胺木垫板,其次为酚醛纸垫板和热压

  型蜜胺木垫板。

  从钻针磨损方面分析对比,酚醛纸垫板相对大一些,其它垫板相当。

  从出现披锋程度方面对比,最佳为热压型蜜胺木垫板,其次为酚醛纸垫板和快压型

  蜜胺木垫板,高密度木纤板最差。

      综合以上实验结果和不同垫板特性分析来看,对于 0.20mm 孔径钻孔来说,钻孔性

  能酚醛纸垫板>热压型蜜胺木垫板>快压型蜜胺木垫板>冷贴型蜜胺木垫板>UV 素板≈酚

  醛木垫板>高密度木纤板,且不同特性垫板的钻孔性能落差减少,随着垫板材料的硬度

  和密度增大,其钻孔性能越好,匹配性较好的垫板可选择酚醛纸垫板、热压型蜜胺木垫

  板、快压型蜜胺木垫板。

  3.3 PCB 0.35mm 孔径的不同垫板钻孔结果与分析

  

 

      从表 5 实验结果来看,孔位偏移量方面,最佳为酚醛纸垫板,其次为 UV 素板和酚

  醛木垫板;孔位精确度方面,最佳为酚醛纸垫板,其次为热压型蜜胺木垫板和冷贴型蜜

  胺木垫板;孔壁粗糙度方面,最佳为热压型蜜胺木垫板,其次为 UV 素板和酚醛纸垫板;

  钻针磨损方面,各钻针磨损都过大,无太大差异;出现披锋程度方面,最佳为热压型蜜

    胺木垫板,其次为酚醛纸垫板和快压型蜜胺木垫板,高密度木纤板最差。综合实验结果

  和不同垫板特性分析来看,对于 0.35mm 孔径钻孔来说,不同特性垫板的钻孔性能差异

  较小,垫板材料的硬度和密度对钻孔性能的贡献度不明显,加上成本考量,匹配性较好

  的垫板可从热压型蜜胺木垫板、快压型蜜胺木垫板、冷贴型蜜胺木垫板、酚醛木垫板、

  UV 素板、高密度木纤板中选择,该选择根据各 PCB 厂自身的 PCB 类型、制程条件、

  技术要求、设备、成本及适应性等多方面考量来选择。

  4 结论

      PCB 机械钻孔用垫板作为钻孔辅助材料,一直被各 PCB 厂所接受但不认同,接受

  必须使用垫板辅助钻孔,却不认同垫板对钻孔的功能性辅助和钻孔性能改善。此次取目

  前市场上常用的几种垫板对三种常规小孔径(0.15mm、0.20mm、0.35mm)进行 PCB 模拟

  钻孔实验,我们发现,对于 0.15mm 和 0.20mm 的细小孔径,垫板材料的特性对钻孔性

  能影响极大,随着垫板材料的硬度和密度增大,钻孔性能得到较大改善;对于 0.35mm

  的较大孔径,垫板材料的特性对钻孔性能影响变弱,垫板材料的硬度和密度对钻孔性能

  几乎无明显影响。

      随着孔径变小、钻针变细,其钻孔钻速加快,钻针摆动频率会加大;同时钻针越细,

  垫板对钻针的定位效果会变差;再加上钻针越细,PCB 厂设置的垫板入钻深度变浅,定

  位效果随之受影响,因此通过增大垫板的硬度和密度更有利于提高对钻针的定位效果,

  从而改善钻孔的孔位偏移量和精确度,同时垫板表面硬度和密度的增大能有效地抑制披

  锋的产生。伴随着 PCB 多层化、积层化、功能化、集成化和轻薄短小化的发展趋势,

  PCB 钻孔孔径越来越小,密集程度越来越高,钻孔精度和要求越来越高,垫板对机械钻

  孔的功能性辅助将越来越得到重视,逐步扩大被各 PCB 厂研究、认同和接受。同时随

  着孔径变小,除了硬度和密度对钻孔性能有影响外,垫板的其它性能如翘曲度、表观质

  量、表面粗糙度、厚度均匀性等亦会对钻孔性能产生影响,因此未来对垫板的品质和要

  求也会越来越高。


上一篇:没有了

下一篇:PCB板的HDI基本知识你知道多少?

友情链接:平安彩票网  盛世彩票网  盛兴彩票  盛兴彩票官网  幸运彩票网  平安彩票平台  盛世彩票官网  

免责声明: 本站资料及图片来源互联网文章,本网不承担任何由内容信息所引起的争议和法律责任。所有作品版权归原创作者所有,与本站立场无关,如用户分享不慎侵犯了您的权益,请联系我们告知,我们将做删除处理!